커패시터와 rc회로의 과도응답(예비)

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본문내용

TRIGGER SOURCE는 CH1으로 COUPLING은 직류전압을 이용해서 캐패시터 충전 후 다시 방전하는 것이기 때문에 DC로 지정한다
3.5 FG 출력(CH1)과 저항전압(CH2)을 동시에 관측할 수 있도록 회로와 오실로스코프의 연결상태를 그려서 제출하라.
3.6 3.5의 상태에서 FG의 출력을 high=+0.5V, low=-0.5V, 즉 DC OFFSET을 0으로 하였을 때의 예상파형을 그래프로 그려서 제출하라.
3.7 FG(+)-저항-커패시터-FG(-)의 순서로 연결하고 저항의 양단에 오실로스코프의 단자(CH1만 사용)를 연결하였을 때 파형이 어떻게 될 것인가를 설명하라.
오실로스코프는 전원에 연결하였을 때 기본적으로 접지가 되게 된다 또한 FG도 전원과 연결할 때 접지가 되게 된다 이 때의 상황은 아래 그림과 같다
※초록선은 접지선 검은선과 파랑선은 전원 연결선
따라서 위에 그림에서 알 수 있듯이 이 상태에서 오실로스코프를 통해서 저항의 양단에 연결하면 전류가 캐패시터쪽으로 흐르지 않고 서로 연결된 접지선을 통해서 오실로스코프에서 FG로 전류가 흘러가게 된다 따라서 파형은 FG의 파형만 화면에 나타난다.
3.8 앞에서 계산한 가 주기인 사각파를 RC회로에 인가했을 때 예상되는 저항, 커패시터의 전압을 대략적으로 그리고 그 이론적 근거를 설명하라.
문제 3.3에서 저항 R의 값은 1이고 시정수 의 값은 10임을 알 수 있다 캐패시터 전압의 시간에 대한 변화량의 식은 다음과 같다
(V)
이 식을 보면 시간에 대한 캐패시터의 값이 지수함수적으로 변한다는 것을 알 수 있다
※문제에서는 FG의 전압을 인가했을 때 상황이기 때문에 옆에 그래프가 아닌 반전이 된 그래프가 맞지만 예쁜 그림을 만들기 힘들어서 방전될 때 상황을 가정해서 했습니다
충전이 아닌 방전될 때 캐패시터의 값은 위에 그래프처럼 변한다 시간이 시정수 의 값이 될 때 전압의 값은 약 0.632의 값이 된다 이 것은 위 식에 t = RC로 해서 대입하면 알 수 있다 추가로 설명하자면 저항에 걸리는 전압의 값은 위 그래프와 반전그래프이다 왜냐하면 키로히호프법칙에 의해서 FG의 전압을 , 저항에 걸리는 전압을 , 캐패시터에 걸리는 전압을 라고 할 때 이기 때문이다 는 일정한 값이기 때문에 가 감소하는 만큼 의 값이 증가하기 때문이다
※t = RC일 때, 즉 t가 시정수 의 값을 가질 때 이기 때문에 캐패시터 전압의 값은 약 0.632의 값을 가진다

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커패시터와 rc회로의 과도응답(예비),   예비레포트,   실험계획서